CN102694501A - 电机驱动电路和电机驱动系统 - Google Patents

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CN102694501A CN2011102784804A CN201110278480A CN102694501A CN 102694501 A CN102694501 A CN 102694501A CN 2011102784804 A CN2011102784804 A CN 2011102784804A CN 201110278480 A CN201110278480 A CN 201110278480A CN 102694501 A CN102694501 A CN 102694501A
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Abstract

本发明的电机驱动电路根据与外部的微机的通信来控制电机的驱动。电机驱动电路具备AD转换器，该AD转换器将与在电机中流动的电机电流对应的模拟信号进行A/D转换，并将通过A/D转换而得到的第一数字信号输出。电机驱动电路具备转数信息生成电路，该转数信息生成电路根据从AD转换器输出的第一数字信号来输出与电机的转数对应的第二数字信号。电机驱动电路具备输入输出电路，该输入输出电路将第二数字信号向微机输出。转数信息生成电路将第二数字信号的周期设定为与电机的转数有关联的值，且将第二数字信号的占空比设定为与和电机的驱动相关的信息有关联的值。

Description

电机驱动电路和电机驱动系统
技术领域
本发明涉及电机驱动电路和电机驱动系统。
背景技术
以往，驱动电机的电机驱动系统包括电机驱动电路、微机和驱动器。
通常，电机驱动电路向微机输入电机的转数。
在适用电机驱动系统的应用中，有时需要输出电机的电流、电压和电力等电机信息。
但是，电机驱动电路和微机之间的通信由向电机驱动的控制分配的微机的端口数量(例如一个)限制，可传输的信息的种类也受到限制。
发明内容
本发明要解决的问题是提供可增加对微机的有限数量的端口传输的电机的信息的种类的电机驱动电路和电机驱动系统。
实施方式的电机驱动电路，根据与外部的微机的通信来控制电机的驱动，其特征在于，具备：AD转换器，其将与在所述电机中流动的电机电流对应的模拟信号进行A/D转换，并将通过该A/D转换而得到的第一数字信号输出；转数信息生成电路，其根据从所述AD转换器输出的第一数字信号来输出与所述电机的转数对应的第二数字信号；和输入输出电路，其将所述第二数字信号向所述微机输出，所述转数信息生成电路将所述第二数字信号的周期设定为与所述电机的转数有关联的值，且将所述第二数字信号的占空比设定为与和所述电机的驱动相关的信息有关联的值。
另一实施方式的电机驱动系统，其特征在于，具备：电机；驱动器，其将用于驱动所述电机的驱动电压向所述电机供给；和电机驱动电路，其根据与外部的微机的通信来用驱动控制信号控制所述驱动器，从而控制所述电机的驱动，所述电机驱动电路具有：AD转换器，其将与在所述电机中流动的电机电流对应的模拟信号进行A/D转换，并将通过该A/D转换而得到的第一数字信号输出；转数信息生成电路，其根据从所述AD转换器输出的所述第一数字信号来输出与所述电机的转数对应的第二数字信号；和输入输出电路，其将所述第二数字信号向所述微机输出，所述转数信息生成电路将所述第二数字信号的周期设定为与所述电机的转数有关联的值，且将所述第二数字信号的占空比设定为与和所述电机的驱动相关的信息有关联的值。
根据上述构成的电机驱动电路和电机驱动系统，可增加对微机的有限数量的端口传输的电机的信息的种类。
附图说明
图1是表示实施例1涉及的电机驱动系统1000的构成的一个实例的图。
图2是表示在图1所示的电机M中流动的电机电流的波形的一个实例的图。
图3是表示与图2所示的电机电流Im的波形对应的第二数字信号FG的波形的一个实例的图。
图4是表示与图2所示的电机电流Im的波形对应的第二数字信号FG的波形的另一实例的图。
具体实施方式
基于实施例的电机驱动电路根据与外部的微机(微型计算机)的通信来控制电机的驱动。电机驱动电路具备AD转换器，该AD转换器将与在上述电机中流动的电机电流对应的模拟信号进行A/D转换，并将通过A/D转换而得到的第一数字信号输出。电机驱动电路具备转数信息生成电路，该转数信息生成电路根据从AD转换器输出的第一数字信号来输出与上述电机的转数对应的第二数字信号。电机驱动电路具备输入输出电路，该输入输出电路将第二数字信号向上述微机输出。转数信息生成电路将第二数字信号的周期设定为与上述电机的转数有关联的值，且将上述第二数字信号的占空比设定为与和上述电机的驱动相关的信息有关联的值。
下面根据附图来说明各实施例。再有，在以下的实施例中，说明了适用于由三相的驱动电压来控制转数的三相电机的控制的情况。但是，对于由驱动电压控制转数的其他种类的电机也可同样地适用。
图1是表示实施例1涉及的电机驱动系统1000的构成的一个实例的图。
如图1所示，电机驱动系统1000具备：电机驱动电路100、驱动器200、微机300、电机M、电阻RU、RV、RW、分压电阻R1、R2和直流电源VDD。
该电机驱动系统1000适用于例如在空调机和/或电冰箱等产品中使用的风扇和/或压缩机的驱动。
微机300根据第二数字信号(转数信息信号)FG来向输入输出电路输出规定电机M的转数的转数控制信号SR。
此外，直流电源VDD向驱动器200输出电源电压Vd。
分压电阻R1、R2在直流电源VDD和接地之间串联连接。该分压电阻R1、R2将直流电源VDD的输出电压(电源电压Vd)分压，并输出该已分压的电压Vdc。
电机M在本实施例中为三相电机。如上所述，电机M也可以是由驱动电压控制转数的其他种类的电机。
驱动器200的一端与直流电源VDD连接，另一端经电阻RU、RV、RW而接地连接。该驱动器200根据驱动控制信号SU、SX、SV、SY、SW、SZ来向电机M以三相的驱动电压U、V、W供给电源电压Vd。
例如，如图1所示，该驱动器200具有六个nMOS晶体管2a～3f和六个二极管2g～21。
向栅电极输入驱动控制信号SU的nMOS晶体管2a和向栅电极输入驱动控制信号SX的nMOS晶体管2b在直流电源VDD和接地之间串联连接。该nMOS晶体管2a和nMOS晶体管2b之间的端子与电机M的U相的线圈连接。从该端子向U相的线圈供给驱动电压U。
再有，二极管2g在nMOS晶体管2a的漏电极/源电极连接阴极/阳极。此外，二极管2h在nMOS晶体管2b的漏电极/源电极连接阴极/阳极。
另外，向栅电极输入驱动控制信号SV的nMOS晶体管2c和向栅电极输入驱动控制信号SY的nMOS晶体管2d在直流电源VDD和接地之间串联连接。该nMOS晶体管2c和nMOS晶体管2d之间的端子与电机M的V相的线圈连接。从该端子向V相的线圈供给驱动电压V。
再有，二极管2i在nMOS晶体管2c的漏电极/源电极连接阴极/阳极。此外，二极管2j在nMOS晶体管2d的漏电极/源电极连接阴极/阳极。
另外，向栅电极输入驱动控制信号SW的nMOS晶体管2e和向栅电极输入驱动控制信号SZ的nMOS晶体管2f在直流电源VDD和接地之间串联连接。该nMOS晶体管2e和nMOS晶体管2f之间的端子与电机M的W相的线圈连接。从该端子向W相的线圈供给驱动电压W。
再有，二极管2k在nMOS晶体管2e的漏电极/源电极连接阴极/阳极。此外，二极管2l在nMOS晶体管2f的漏电极/源电极连接阴极/阳极。
电机M通过这三相的驱动电压U、V、W而在三相的线圈流有电流以进行驱动。
还有，电阻RU、RV、RW分别在nMOS晶体管2b、2d、2f和接地之间连接。即，在电机M的线圈流动的电流流过电阻RU、RV、RW。因此，作为该电阻RU、RV、RW的电压或电流的模拟信号ImU、ImV、ImW与在电机M(电机M的线圈)流动的电机电流Im对应。
此外，电机驱动电路100根据与外部的微机300的通信来用控制驱动控制信号SU、SX、SV、SY、SW、SZ控制驱动器200(控制对于电机M的三相的驱动电压U、V、W)，以控制电机M的驱动。
这里，例如，如图1所示，电机驱动电路100具有：转数信息生成电路1、驱动控制信号生成电路3和AD转换器4。
输入输出电路2与微机300连接，且可与微机300通信。
该输入输出电路2接收从微机300输出的转数控制信号SR，并向驱动控制信号生成电路3输出。此外，输入输出电路2将从转数信息生成电路1输出的第二数字信号FG向微机300输出。
再有，向与该输入输出电路2的通信分配的、微机300的端口的数量为例如一个。
此外，AD转换器4将与在电机M(电机M的线圈)流动的的电机电流Im对应的模拟信号(电流、电压)ImU、ImV、ImW进行A/D转换，并将通过A/D转换而得到的第一数字信号输出。
另外，向AD转换器4输入，将从直流电源VDD供给且用于驱动电机M的电源电压Vd由分压电阻R1、R2进行分压的电压Vdc。而且，AD转换器4将与电源电压Vd对应的电压值(电压Vdc)转换为数字信号而输出。
这里，图2是表示在图1所示的电机M中流动的电机电流的波形的一个实例的图。
如图2所示，电机电流Im与电机M的旋转同步地，振幅正弦波状地周期变化。即，通过检测电机电流Im的振幅的周期t1、t2、t3，而可得到电机M的转数。
此外，如图1所示，转数信息生成电路1根据从AD转换器4输出的第一数字信号来从已得到的该电机电流Im的波形检测电机M的转数，并将与已检测的电机M的转数对应的第二数字信号FG输出。
该转数信息生成电路1将第二数字信号FG的周期设定为与已检测的电机M的转数有关联的值，且将上述第二数字信号FG的占空比设定为与和电机M的驱动相关的信息有关联的值。
这里，图3是表示与图2所示的电机电流Im的波形对应的第二数字信号FG的波形的一个实例的图。
在图3中，将第二数字信号FG的周期t1、t2、t3设定为与已检测的电机M的转数有关联的值。再有，对于第二数字信号FG的周期t1、t2、t3，“高”电平的期间t1a、t2a、t3a设定成占空比D1(＝t1a/t1)、D2(＝t2a/t2)、D3(＝t3a/t3)成为与和电机M的驱动相关的信息有关联的值。
再有，在图3所示的实例中，电机电流Im的周期和第二数字信号的周期设定为相同，但是，也可设定为电机电流Im的周期和第二数字信号的周期至少一一对应。
这里，例如，微机300根据将与电机M的驱动相关的信息和占空比的值的关系预先储存的表(未图示)等，而取得和已输入的第二数字信号FG的占空比的值对应的与电机M的驱动相关的信息。
再有，与电机M的驱动相关的该信息是例如电机电流Im、向电机M施加的电压或由电机M消耗的电力中的任一个。
还有，转数信息生成电路1可根据模拟信号ImU、ImV、ImW和与电压Vdc对应的第一数字信号来取得向电机M施加的电压或由电机M消耗的电力。
此外，与电机M的驱动相关的该信息可以是表示电机电流Im比预先设定的基准值大的错误信号、表示向电机M施加的电压比预先设定的基准值高的错误信号或者表示由电机M消耗的电力比预先设定的基准值大的错误信号中的任一个。
再有，微机300可在第二数字信号FG中含有该错误信号的情况下输出转数控制信号SR以停止电机M的旋转。
这样，根据电机驱动电路100，可在第二数字信号FG中包括电机M的转数的信息和电机电流等与电机M的驱动相关的信息。即，可增加对微机300的有限数量的端口传输的电机M的信息的种类。
此外，转数信息生成电路1，在例如改变与第二数字信号FG的占空比有关联的和电机M的驱动相关的信息的内容(例如，从该电机电流改变为向电机M施加的电压)的情况下，将第二数字信号FG的占空比设定为表示将电机M的驱动相关的信息改变的替换值。然后，转数信息生成电路1设定为与和改变后的电机M的驱动相关的信息有关联的第二数字信号FG的占空比。
例如，在占空比D2是该替换值的情况下，占空比D1与和改变前的电机M的驱动相关的信息(例如，该电机电流)有关联，占空比D3与和改变后的电机M的驱动相关的信息(例如，向电机M施加的电压)有关联。
该情况下，例如，微机300在检测到第二数字信号FG的占空比为该替换值的情况下，识别为与随后输入的第二数字信号FG的占空比的值对应的与电机的驱动相关的信息的内容被改变(例如，从该电机电流改变为向电机M施加的电压)。
而且，微机300，例如，改变上述的表的内容，并根据该改变后的表来取得与在检测该替换值后输入的第二数字信号FG的占空比的值对应的和电机M的驱动相关的信息。
这样，根据电机驱动电路，在第二数字信号FG中包括电机M的转数的信息和电机电流等与电机M的驱动相关的信息，再有，也可改变与电机M的驱动相关的信息。
此外，如图1所示，驱动控制信号生成电路3，根据从微机300经输入输出电路2而输入的、规定电机M的转数的转数控制信号SR，来生成用于以由转数控制信号SR规定的转数来驱动电机M的上述驱动控制信号SU、SX、SY、SW、SZ。
再有，在上述的图3中，第二数字信号FG的一个周期的“高”电平的期间连续，但是，如图4所示，也可以将第二数字信号FG的脉冲分割为比规定值小的多个脉冲。该情况下，转数信息生成电路1可使特有的与电机M的驱动相关的信息对该已分割的脉冲产生关联。
如上所述，根据本实施例1涉及的电机驱动电路100，可增加对微机的有限数量的端口传输的电机的信息的种类。
此外。电机驱动电路100可用一个数字信号的输出来输出两个信息，因此可应对微机的复杂控制，且可应对各种的应用。
另外，可减少微机和电机驱动电路100的布线数量。
再有，可减少输出端子数量(端口数量)，且可实现包装的小型化和低成本化。
虽然此处描述了几个实施例，但这些实施例仅用来例示，并不是用来限定本发明的保护范围。这些新颖的实施方式可由其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内可进行各种省略、替换、改变。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨中，且包含在与请求保护的范围中记载的发明相等的范围中。

Claims (20)

1.一种电机驱动电路，根据与外部的微机的通信来控制电机的驱动，其特征在于，
具备：
AD转换器，其将与在所述电机中流动的电机电流对应的模拟信号进行A/D转换，并将通过该A/D转换而得到的第一数字信号输出；
转数信息生成电路，其根据从所述AD转换器输出的第一数字信号来输出与所述电机的转数对应的第二数字信号；和
输入输出电路，其将所述第二数字信号向所述微机输出，
所述转数信息生成电路将所述第二数字信号的周期设定为与所述电机的转数有关联的值，且将所述第二数字信号的占空比设定为与和所述电机的驱动相关的信息有关联的值。
2.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，
和所述电机的驱动相关的所述信息是所述电机电流、向所述电机施加的电压或由所述电机消耗的电力中的任一个。
3.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，
和所述电机的驱动相关的所述信息是表示所述电机电流比预先设定的基准值大的错误信号、表示向所述电机施加的电压比预先设定的基准值高的错误信号或表示由所述电机消耗的电力比预先设定的基准值大的错误信号中的任一个。
4.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，
还具备驱动控制信号生成电路，该驱动控制信号生成电路根据从所述微机经所述输入输出电路而输入的、规定所述电机的转数的转数控制信号，来生成用于以由所述转数控制信号规定的转数来驱动所述电机的驱动控制信号。
5.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，
还具备驱动控制信号生成电路，该驱动控制信号生成电路根据从所述微机经所述输入输出电路而输入的、规定所述电机的转数的转数控制信号，来生成用于以由所述转数控制信号规定的转数来驱动所述电机的驱动控制信号。
6.根据权利要求3所述的电机驱动电路，其特征在于，
还具备驱动控制信号生成电路，该驱动控制信号生成电路根据从所述微机经所述输入输出电路而输入的、规定所述电机的转数的转数控制信号，来生成用于以由所述转数控制信号规定的转数来驱动所述电机的驱动控制信号。
7.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，
所述转数信息生成电路，在改变与所述第二数字信号的占空比有关联的和所述电机的驱动相关的信息的情况下，将所述第二数字信号的占空比设定为表示将和所述电机的驱动相关的信息的内容改变的替换值，然后，该转数信息生成电路设定为与和改变后的所述电机的驱动相关的信息有关联的所述第二数字信号的占空比。
8.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，
所述转数信息生成电路，在改变与所述第二数字信号的占空比有关联的和所述电机的驱动相关的信息的情况下，将所述第二数字信号的占空比设定为表示将和所述电机的驱动相关的信息的内容改变的替换值，然后，该转数信息生成电路设定为与和改变后的所述电机的驱动相关的信息有关联的所述第二数字信号的占空比。
9.根据权利要求3所述的电机驱动电路，其特征在于，
所述转数信息生成电路，在改变与所述第二数字信号的占空比有关联的和所述电机的驱动相关的信息的情况下，将所述第二数字信号的占空比设定为表示将和所述电机的驱动相关的信息的内容改变的替换值，然后，该转数信息生成电路设定为与和改变后的所述电机的驱动相关的信息有关联的所述第二数字信号的占空比。
10.根据权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于，
所述转数信息生成电路，在改变与所述第二数字信号的占空比有关联的和所述电机的驱动相关的信息的情况下，将所述第二数字信号的占空比设定为表示将和所述电机的驱动相关的信息的内容改变的替换值，然后，该转数信息生成电路设定为与和改变后的所述电机的驱动相关的信息有关联的所述第二数字信号的占空比。
11.一种电机驱动系统，其特征在于，
具备：
电机；
驱动器，其将用于驱动所述电机的驱动电压向所述电机供给；和
电机驱动电路，其根据与外部的微机的通信来用驱动控制信号控制所述驱动器，从而控制所述电机的驱动，
所述电机驱动电路具有：
AD转换器，其将与在所述电机中流动的电机电流对应的模拟信号进行A/D转换，并将通过该A/D转换而得到的第一数字信号输出；
转数信息生成电路，其根据从所述AD转换器输出的所述第一数字信号来输出与所述电机的转数对应的第二数字信号；和
输入输出电路，其将所述第二数字信号向所述微机输出，
所述转数信息生成电路将所述第二数字信号的周期设定为与所述电机的转数有关联的值，且将所述第二数字信号的占空比设定为与和所述电机的驱动相关的信息有关联的值。
12.根据权利要求11所述的电机驱动系统，其特征在于，
还具备所述微机，该微机根据所述第二数字信号来将规定所述电机的转数的转数控制信号向所述输入输出电路输出，
所述电机驱动电路还具有驱动控制信号生成电路，该驱动控制信号生成电路根据从所述微机经所述输入输出电路而输入的、规定所述电机的转数的转数控制信号，来生成用于以由所述转数控制信号规定的转数来驱动所述电机的驱动控制信号。
13.根据权利要求11所述的电机驱动系统，其特征在于，
和所述电机的驱动相关的所述信息是所述电机电流、向所述电机施加的电压或由所述电机消耗的电力中的任一个。
14.根据权利要求12所述的电机驱动系统，其特征在于，
和所述电机的驱动相关的所述信息是所述电机电流、向所述电机施加的电压或由所述电机消耗的电力中的任一个。
15.根据权利要求11所述的电机驱动系统，其特征在于，
和所述电机的驱动相关的所述信息是表示所述电机电流比预先设定的基准值大的错误信号、表示向所述电机施加的电压比预先设定的基准值高的错误信号或表示由所述电机消耗的电力比预先设定的基准值大的错误信号中的任一个。
16.根据权利要求12所述的电机驱动系统，其特征在于，
和所述电机的驱动相关的所述信息是表示所述电机电流比预先设定的基准值大的错误信号、表示向所述电机施加的电压比预先设定的基准值高的错误信号或表示由所述电机消耗的电力比预先设定的基准值大的错误信号中的任一个。
17.根据权利要求11所述的电机驱动系统，其特征在于，
所述转数信息生成电路，在改变与所述第二数字信号的占空比有关联的和所述电机的驱动相关的信息的情况下，将所述第二数字信号的占空比设定为表示将和所述电机的驱动相关的信息的内容改变的替换值，然后，该转数信息生成电路设定为与和改变后的所述电机的驱动相关的信息有关联的所述第二数字信号的占空比。
18.根据权利要求12所述的电机驱动系统，其特征在于，
所述转数信息生成电路，在改变与所述第二数字信号的占空比有关联的和所述电机的驱动相关的信息的情况下，将所述第二数字信号的占空比设定为表示将和所述电机的驱动相关的信息的内容改变的替换值，然后，该转数信息生成电路设定为与和改变后的所述电机的驱动相关的信息有关联的所述第二数字信号的占空比。
19.根据权利要求13所述的电机驱动系统，其特征在于，
所述转数信息生成电路，在改变与所述第二数字信号的占空比有关联的和所述电机的驱动相关的信息的情况下，将所述第二数字信号的占空比设定为表示将和所述电机的驱动相关的信息的内容改变的替换值，然后，该转数信息生成电路设定为与和改变后的所述电机的驱动相关的信息有关联的所述第二数字信号的占空比。
20.根据权利要求14所述的电机驱动系统，其特征在于，
所述转数信息生成电路，在改变与所述第二数字信号的占空比有关联的和所述电机的驱动相关的信息的情况下，将所述第二数字信号的占空比设定为表示将和所述电机的驱动相关的信息的内容改变的替换值，然后，该转数信息生成电路设定为与和改变后的所述电机的驱动相关的信息有关联的所述第二数字信号的占空比。
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